關(guān)鍵詞： 影像控制系統(tǒng) 現(xiàn)狀 優(yōu)化選擇

       前言

      在測量領(lǐng)域，影像控制系統(tǒng)已經(jīng)逐步成為主流,。如今,，影像控制系統(tǒng)在逐漸取代傳統(tǒng)的測量方式。我們有理由相信,，在未來幾年,，傳統(tǒng)用卡尺測量和投影測量的一部分將被影像控制系統(tǒng)替代，并且在不久的將來隨著檢測技術(shù)迅猛發(fā)展,，傳統(tǒng)卡尺測量和投影測量將逐漸被淘汰,。影像控制系統(tǒng)對于彈簧、彈性元件的檢測優(yōu)勢將更為明顯,，下面讓我們來一起了解一下影像控制系統(tǒng)在彈簧制造業(yè)的應(yīng)用,。

       隨著對彈簧生產(chǎn)精度,、穩(wěn)定性和速度的要求提高,，影像控制系統(tǒng)與彈簧生產(chǎn)設(shè)備配合是******選擇，國外的先進(jìn)卷簧設(shè)備早已大范圍采用,、整合和完善配套的檢測系統(tǒng),。國內(nèi)近兩年彈簧影像控制技術(shù)也被設(shè)備制造商和彈簧制造商重視。傳統(tǒng)臺灣的檢測儀僅能檢測和修正彈簧自由高度,，其原理是通過一個修正馬達(dá)來改變節(jié)距的起始點(diǎn)從而達(dá)到修正彈簧自由高度調(diào)試的效果,。因?yàn)闄z測部件是靜電感應(yīng)，因而生產(chǎn)過程中比較容易受到干擾,，比如彈簧切斷后與檢測部件接觸碰撞問題或者當(dāng)卷簧設(shè)備地線沒接或連接不良時,，導(dǎo)致檢測不準(zhǔn),，然而，影像控制系統(tǒng)則可以完全規(guī)避相關(guān)技術(shù)問題,。歐洲意大利MICROSTUDIO公司生產(chǎn)的影像控制系統(tǒng)不僅能檢測和修正彈簧的自由高度,、還可檢測彈簧的外徑、扭轉(zhuǎn)彈簧兩把臂夾角,、拉伸了彈簧各種幾何尺寸的檢測,。

（1）       卷簧機(jī)在線影像控制系統(tǒng)

LED50（詳見圖1）是安裝在卷簧機(jī)上在線控制壓縮彈簧自由高度和外徑的影像控制系統(tǒng)。它可在彈簧生產(chǎn)過程中運(yùn)用修正功能,，不管是數(shù)控卷簧機(jī)還是機(jī)械式卷簧機(jī)都可以對彈簧自由進(jìn)行調(diào)整。該在線影像控制系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的電容測量儀,，不僅可以增加對生產(chǎn)過程中質(zhì)量的控制,，也可增加對彈簧數(shù)量的控制，增加了卷簧機(jī)的生產(chǎn)力和效益性,，可以對在線生產(chǎn)的彈簧進(jìn)行100%檢測,，具備的修正功能可以達(dá)到減少廢品數(shù)量之效果。LED50即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下(超過1000Pcs/分鐘)測試也可靠,、精確,，觸摸屏和人性化的界面，使得操作簡單,，操作人員無需經(jīng)驗(yàn)即可操作,。其自動修正功能，使得生產(chǎn)出來的彈簧盡在公差范圍之內(nèi),，不合格品會通過分選裝置挑選出來,，并且統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)被保存以待輸出。LED50是一個通用系統(tǒng),，可安裝在所有卷簧機(jī)上,，配套范圍廣。例如臺灣光弘兩軸壓簧機(jī)（詳見圖1-a）和臺灣和東五軸壓簧機(jī)（詳見圖1-b）都可以進(jìn)行安裝,。國內(nèi)彈簧機(jī)制造商：浙江嵊州市金獅彈簧機(jī)械有限公司已購買LED50在線影像控制系統(tǒng)安裝在該公司生產(chǎn)的各型號的數(shù)控壓簧機(jī)上(詳見圖1-c),；海納（天津）彈簧有限公司也購買了LED50在線影像控制系統(tǒng)安裝在永聯(lián)五軸數(shù)控卷簧機(jī)上（詳見圖1-d）。

LED50在線影像控制系統(tǒng)經(jīng)數(shù)家公司安裝使用后感到：操作靈活,、測量精度高,、速度快、性能上乘,、質(zhì)量可靠深受用戶歡迎,！

                 圖1-a                                                                           圖1-b

                                                      圖1-c

                   圖1-d

(2)拉伸彈簧在線影像控制系統(tǒng)

   LED50T拉伸彈簧在線影像控制系統(tǒng)(詳見圖2)，安裝在拉伸彈簧機(jī)上,，在線控制拉伸彈簧制造質(zhì)量,。它可同時安裝多個攝像頭，對拉伸彈簧的外徑，自由長度,，耳環(huán)夾角等各種尺寸進(jìn)行在線檢測,、修正和分選。

                 
                               圖 2

（3）扭轉(zhuǎn)彈簧成型機(jī)在線影像控制系統(tǒng)

    LED50TORS是用于彎曲機(jī)和扭轉(zhuǎn)彈簧成型機(jī)的在線影像控制系統(tǒng)（詳見圖3）,。該影像控制系統(tǒng)由電子控制裝置和攝像頭組成,，即使在環(huán)境惡劣和高溫作業(yè)下也可進(jìn)行操作，可安裝多達(dá)16個不同的攝像頭,。根據(jù)視野和測量的數(shù)量以及零件類型不同,，******速度可以達(dá)到100Pcs／分鐘，用于控制扭轉(zhuǎn)彈簧,、彎線（桿）件和沖壓件的幾何尺寸（長度,、角度、半徑,、距離和軸距等）,。

                        
                                圖3

      二、影像尺寸測量儀

影像尺寸測量儀是絕對測量的回歸,。它們的精確度基于以下原理：使用線位移傳感器,；運(yùn)用遠(yuǎn)心光學(xué)（遠(yuǎn)心光學(xué)即指能夠不受物體距離影響進(jìn)行測量）；逐漸增加的定位或非常低的景深（所謂景深是指,，當(dāng)相機(jī)的鏡頭對著某一物體聚焦清晰時,，在鏡頭中心所對的位置垂直鏡頭軸線的同一平面的點(diǎn)都可以在膠片或者接收器上相當(dāng)清晰的圖像，在這個平面沿著鏡頭軸線的前面和后面一定范圍的點(diǎn)也可以結(jié)成眼睛可以接受的較清晰的像點(diǎn),，把這個平面的前面和后面的所有景物的距離叫做相機(jī)的景深),。例如意大利MICROSTUDIO公司的LED2D系列、LED3D系列（和LED4D系列,。

（1）        LED2D系列

LED2D運(yùn)用高清晰度的攝像頭和特殊軟件,，可迅速捕捉彈簧圖像，不用平移彈簧即可對彈簧尺寸迅速進(jìn)行測量,，特殊鏡頭的運(yùn)用確保了測量的高精確度,。可從多個不同的視圖對彈簧進(jìn)行檢測,。設(shè)置時,，為每個需要檢測的彈簧創(chuàng)建控制計(jì)劃，設(shè)置長度,，尺寸,，角度等幾何尺寸的標(biāo)準(zhǔn)值和公差，進(jìn)行測量時無需精確對準(zhǔn)彈簧,，不用一秒,，軟件即測量出所需要的幾何尺寸,，任何超公差的尺寸都將進(jìn)行備注。測量結(jié)果可以自動保存在PMAR軟件內(nèi),。具備的卡尺功能可以不用設(shè)置即可對彈簧進(jìn)行迅速測量（長度,，角度等）。其中LED2D系列中的LED2D-140-X4,，運(yùn)用了兩個獨(dú)立的攝像頭,，可以分析的彈簧視野更加寬廣，并且可以聚焦彈簧的某個部分進(jìn)行高精度,、高清晰度的測量,。詳見圖4和表1。

                                          圖4

                             表1

（2）    LED3D系列

LED3D采用了特殊精密部件光學(xué)的高清晰攝像頭,，電機(jī)自動操作彈簧360°旋轉(zhuǎn),，可以對圓柱形壓縮彈簧和圓錐形壓縮彈簧進(jìn)行最全面和最快速的幾何尺寸分析。數(shù)秒左右的時間操作員就可以測量壓縮彈簧的垂直度和平行度,、直徑、節(jié)距,、同心度等所有幾何尺寸特性,，并且可以通過研磨的第一圈對螺旋過程進(jìn)行分析。根據(jù)測試步驟進(jìn)行測試后,，該儀器將顯示下列參數(shù)：自由長度平均值L0;彈簧垂直度值e1;錐形彈簧（或雙錐形彈簧）的同心度值,；彈簧平行度值e2;整個彈簧的******外徑值；每圈的外徑平均值（De）,；研磨圈端部的厚度值（研磨彈簧的厚度）,；研磨角度值。并且可以顯示：研磨彈簧線徑尺寸分析圖,；長度分析圖,；垂直度分析圖；2或3個尺寸視野圖,。該儀器的特殊功能一是在于可以對彈簧節(jié)距進(jìn)行數(shù)值和圖表分析,，另外就是可以3D查看彈簧。LED3D系列的3D-LAS1可在彈簧研磨前對彈簧進(jìn)行全面分析,。詳見圖5和表2,。

                               圖5

                             表2

(3）LED4D系列

LED4D(詳見圖6)可以檢測以下參數(shù)：1.可測的力值：軸向力（Fz），側(cè)向力(Fa),，X,Y方向的傾覆力矩（Mtx）&(Mty),旋轉(zhuǎn)力矩（Mo）2.可檢測自由狀態(tài)下彈簧的自由長度（L0）,，每一圈的外徑（D0，D1……Dn）,垂直度e1和平行度e2,研磨彈簧第一圈的最小厚度（Z）3.可全面分析不同受力狀態(tài)下節(jié)距的變化,。

                                 圖6                                             

例如MicroStudio的SCR（詳見圖7和表3）系列和MCR系列（詳見圖8）,。

(1)SCR系列

SCR是一款自動、高速彈簧影像全檢測量儀,，該儀器主要是在生產(chǎn)循環(huán)的最后階段對彈簧進(jìn)行100%檢測,。例如剛研磨出來的彈簧或者對混料的類似彈簧進(jìn)行挑選，也可用來檢測扭簧或成型件（沖壓件或折彎件）的幾何尺寸,，有專用軟件提供,。最高速度可以達(dá)到250pcs/min.儀器采用了遠(yuǎn)心透鏡和平行光技術(shù)以及進(jìn)行送料的線性振動盤和馬達(dá)控制的旋轉(zhuǎn)盤。SCR的分選裝置可以根據(jù)分選的類型不同,，選擇2,、3或5門磁鐵或氣動分選器；也可以通過鼓風(fēng)分選,。

                                           圖7

                                   表3

(2)MCR系列

MCR是一款靈活的,，多功能的影像全檢測量儀。幾乎可以檢測所有的彈簧和線成型件,。該機(jī)器有以下幾部分組成：1.一個通用的送料系統(tǒng)：機(jī)器人抓取彈簧放置在測試位置,，攝像頭識別零件放置在輸送帶上的位置并且控制機(jī)器人的操作；對沒有正確擺放的零件進(jìn)行整理的智能系統(tǒng),。2. 與LED2D類似的測試站：MCR安裝了LED2D測量系統(tǒng)（遠(yuǎn)心光學(xué)鏡頭,，具有很高的靈活性），操作員可以根據(jù)測量要求啟用一個或多個攝像頭并且為每個測量創(chuàng)建一個程序,；可以通過多個攝像頭或者簡單地通過在同一個攝像頭下移動彈簧對彈簧進(jìn)行多個視圖的檢測,。3.分選裝置：檢測后，機(jī)器人會被編程為對“合格品”不合格品“進(jìn)行分類,?；蛘撸部梢酝ㄟ^機(jī)械式分選,。

傳統(tǒng)投影儀：分辨率/工作視野*=1/1000 通常來說；靈活但不快速,；較低的景深,。幻燈片可以重疊,；有人為誤差

電機(jī)光學(xué)檢測系統(tǒng)：分辨率0,01 - 0,001mm,；自動測量迅速，但設(shè)置需要花時間,；非常低的視野,；非常高的精度；測量結(jié)果絕對客觀（沒有人為誤差）,。

非電機(jī)遠(yuǎn)心光學(xué)檢測儀器：分辨率/工作視野** 1/10'000 **紅外線技術(shù),，肉眼感知不到,；非常高的檢測速度，但僅針對2D,；

即時檢測,；廣闊的視野；高精度,；檢測結(jié)果絕對客觀,。

   自動光學(xué)檢測的優(yōu)勢：無壓力檢測：零件不會變形；同一視野下,，高速進(jìn)行不同檢測,；高精度直線檢測；非常高的角度測量精度,；非常容易對準(zhǔn),。